第七讲：氧化损伤与慢性病tianhua.ppt

氧化损伤与慢性病,更多资料请登陆:,食物的作用,提供身体运转所需要的能量；提供身体生长、发育、运行所需要的材料；,更多资料请登陆:,食物如何转化成能量？,环节：咀嚼；消化；吸收；肝脏分解加工；细胞内氧化（燃烧）；,更多资料请登陆:,人体,细胞,组织,器官,系统,更多资料请登陆:,更多资料请登陆:,细胞内能量的火炉是？,更多资料请登陆:,线粒体(mitochondrion)！,更多资料请登陆:,线粒体由两层膜包被,外膜平滑,内膜向内折叠形成嵴,两层膜之间有腔,线粒体中央是基质。基质内含有与三羧酸循环所需的全部酶类,内膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体。线粒体是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所,有细胞“动力工厂”(powerplant)之称。,特点,更多资料请登陆:,在细胞质中,线粒体常常集中在代谢活跃的区域,因为这些区域需要较多的ATP,如肌细胞的肌纤维中有很多线粒体，在精细胞、鞭毛、纤毛和肾小管细胞的基部都是线粒体分布较多的地方。也较为集中的分布在有较多氧化反应底物的区域,如脂肪滴,因为脂肪滴中有许多要被氧化的脂肪。,更多资料请登陆:,成分,主要化学成分是蛋白质和脂类，其中蛋白质占线粒体干重的65-70，脂类占25-30%。,更多资料请登陆:,超微结构,外膜(outmembrane)含40%的脂类和60%的蛋白质。内膜（innermembrane）蛋白质和脂类的比例高于3:1。心磷脂含量高（达20%）。内膜含有三类功能性蛋白:呼吸链中进行氧化反应的酶;ATP合成酶复合物;一些特殊的运输蛋白,调节基质中代谢代谢物的输出和输入。基质（matrix）为内膜和嵴包围的空间。催化三羧酸循环、脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类均位于基质中。,更多资料请登陆:,呼吸链(respiratorychain),称电子传递链,是线粒体内膜上一组酶的复合体。其功能是进行电子传递,H+的传递及氧的利用,最后产生H2O和ATP。其实相当于能源燃烧产生能量的生产线。,更多资料请登陆:,氧化(oxidation),葡萄糖(或糖原)在正常有氧的条件下,经氧化产生CO2和水,这个总过程称作糖的有氧氧化,又称细胞氧化或生物氧化。整个过程分为三个阶段:糖氧化成丙酮酸。葡萄糖进入细胞后经过一系列酶的催化反应，最后生成丙酮酸的过程，此过程在细胞质中进行,并且是不耗能的过程，也可称为糖酵解；丙酮酸进入线粒体,在基质中脱羧生成乙酰CoA;乙酰CoA进入三羧酸循环,彻底氧化。,更多资料请登陆:,糖酵解(glycolysis)葡萄糖在无氧条件下,生成丙酮酸的过程。此过程在细胞质中进行,并且是不耗氧的过程。,更多资料请登陆:,有氧氧化和糖酵解的差别,有氧氧化：相当于完全燃烧，产能多，产生废物少；需要环节多，不能很好满足急性能量需要；通过锻炼，可以提高细胞有氧氧化的能力；糖酵解：相当于不完全燃烧，产能少，产生废物多；需要环节少，能满足急性能量需要。,更多资料请登陆:,三羧酸循环(citricacidcycle),是能源物质在线粒体内燃烧变成能量的具体过程。在能量产生的过程中，因为要产生CO2和H2O，所以伴随这电子传递。,更多资料请登陆:,电子载体(electroncarriers),在电子传递过程中与释放的电子结合并将电子传递下去的物质称为电子载体。参与传递的电子载体有四种黄素蛋白细胞色素铁硫蛋白辅酶Q在这四类电子载体中，除了辅酶Q以外，接受和提供电子的氧化还原中心都是与蛋白相连的辅基。,更多资料请登陆:,黄素蛋白(flavoproteins)黄素蛋白是由一条多肽结合1个辅基组成的酶类，结合的辅基可以是FAD或FMN,它们是维生素B2的衍生物。,更多资料请登陆:,氧化过程需要的条件,足够的氧气；足够合适的材料；,更多资料请登陆:,氧气,依靠氧气，我们的身体才焕发出勃勃生机。我们吸入氧气，用它来燃烧燃料（消耗食物）并制造能量。但是，细胞使用氧气时会产生副产品以高能氧气分子形式存在的废物。这些反应性氧气分子有一个名字，叫自由基。自由基会对人体组织和细胞结构造成损害，我们把这种损害称为氧化应激人体在利用氧气过程中加诸自身的压力。,更多资料请登陆:,自由基跳出来的火星,更多资料请登陆:,自由基是指含有未配对的电子的原子、分子或基团，由于自由基中含有未成对电子，具有配对的倾向，状况不稳定，具有高度的活性。自由基若要稳定必须向邻近的原子或分子夺取电子而使自己的电子成对，但也因此使得电子被夺的那个原子或分子成为新的自由基，引发连锁反应。这个过程就是“氧化”。,更多资料请登陆:,大部分与老化有关的健康问题，如皱纹、心脏病和阿尔兹海默症，都与体内氧化应激过大有关。事实上，人体几乎所有的器官都很容易受到氧化应激带来的伤害，症状表现不计其数，如疲倦、全身无力、肌肉和关节痛、消化不良、焦虑、抑郁、皮肤瘙痒、头痛，以及注意力难以集中和感染难以痊愈等。由氧化应激水平升高诱发的最常见疾病有心脏病、癌症、骨关节炎、风湿性关节炎、糖尿病以及神经退化性问题如阿尔兹海默症、帕金森病。超过70种的慢性病与氧化损伤有关。,更多资料请登陆:,而令人吃惊的是，引起氧化应激的一个主要因素，正是人体对食物的处理结果。正如前面所述，人体处理食物时，先是消化食物，将其转变为燃料，然后在线粒体内燃烧（内燃的过程）以制造能量，与此同时也就产生了自由基。,更多资料请登陆:,矛盾，怎么办？,一方面不能离开氧气；一方面要避免伤害；身体是怎么做到的？,更多资料请登陆:,抗氧化的系统,两大类：低分子自由基清除剂酶性清除剂,更多资料请登陆:,平衡决定方向,氧化,抗氧化,更多资料请登陆:,慢性病,慢性病的根源在于损伤未能及时修复，导致损伤积累，能源燃烧的程序不顺畅，导致“火星”产生增多，同时因为缺乏材料，机体不能及时生产足够的抗氧化物质，从而导致损伤持续。,更多资料请登陆:,抗氧化系统,身体每时每刻都在想办法保护自己；也正因为如此，人体每天都在自动地制造出抗氧化剂来消除这些自由基。,更多资料请登陆:,低分子自由基清除剂清除脂质中的自由基：维生素E、A等；清除水中的自由基：维生素C、半胱氨酸（NAC）、还原型谷胱甘肽、NADPH等；酶性清除剂过氧化氢酶（CAT）；超氧化物歧化酶；牛磺酸；金属硫蛋白；,更多资料请登陆:,自由基的两面性,自由基是免疫系统杀死“入侵者”的重要手段；如果自由基产生过多，人体自身抗氧化系统力量薄弱，就会伤及自身。,更多资料请登陆:,自由基产生过多的原因,热量过多；过量运动；压力过大；空气污染；吸烟；食物和水源污染；阳光和紫外线照射；药物和放射；,更多资料请登陆:,热量过多与氧化应激,控制老鼠热量摄入（不控制营养物质）的研究表明，这些动物的存活寿命比通常饮食的老鼠增长了40%，而且它们的生活质量也更好，它们没有患上“老化病”，如关节炎、糖尿病、痴呆症和癌症。它们看上去也相当不错，毛发浓密，两眼发亮。更重要的是，它们通过迷宫的速度，能和年岁较小的老鼠一样快。,更多资料请登陆:,人类也有类似的证据8名男女在亚利桑那州沙漠与世隔绝的环境中，自给自足地生活了两年。他们种粮食和喂养家畜供自己食用，自制氧气，自制水，并处理自己产生的废物。两年过去后，男性体重减轻了大约18%，女性减轻了10%。而且，各项可以检测的身体指标（脂肪、血压、运动能力、氧气消耗量、血糖水平、胆固醇水平、皮质醇水平、白血球数量等）都表明，这些人在各个方面都比他们刚来这个环境的时候要健康得多。出现这种情况的原因是，他们能够生产出的食物数量有限，饮食中的热量摄入很少，消耗了较少的能量，因此所要承受的氧化应激水平也低得多。,更多资料请登陆:,更多资料请登陆:,此外，营养物质的缺乏也会导致氧化应激。如果我们缺硒，或者体内的维生素E、维生素A或其他关键性抗氧化剂含量不足，那么就无法给自身提供维护抗氧化系统正常工作的必要因素。体重超重也有危害，脂肪组织制造发炎分子，从而导致氧化应激。,更多资料请登陆:,氧化应激与炎症,我们还发现，氧化应激和炎症是紧密相连的。全身无论何处，只要出现其中一种现象，就一定会有另一种现象相伴而生。以存在大量氧化应激的区域吸烟者的肺为例。烟是一种氧化剂，具有极高的氧化能力。当吸入这种氧化过的烟草时，肺部组织就会出现损伤，很快引发炎症。因此，烟民大多患有支气管炎。,更多资料请登陆:,NCR,饮食中营养物质与热量的比率即NCR，应该保持较高的水平。我们希望患者吃富含多种营养物质的食物，而不是富含热量的食物。饮食中的大部分是高热量食物，而营养物质的比重却很低，那么氧化应激水平就会升高。高热量食物包括人们常常谈论的“白色威胁”：白糖、白面包和白米等。非精制食品所含的重要营养物质则往往比较高，因此你的最佳选择是水果和蔬菜。,更多资料请登陆:,抗氧化的营养素,更多资料请登陆:,（一）维生素C,维生素C属于水溶性维生素。人体内不能合成维生素C，必需依靠食物。一般常见的绿色蔬菜和水果都富含维生素C。科学提示：为了治疗某些疾病，可以在短期内摄入大量维生素C（例如感冒初期可以一次服用1000mg维生素C），但必需在医生的指导下进行。维生素C在体内经过23个小时就会随尿液排出体外。阿司匹林会加速维生素C的排出。,更多资料请登陆:,（二）维生素E,维生素E属于脂溶性维生素。维生素E可以保护细胞膜和生命大分子（DNA）免受自由基攻击。科学提示：维生素E容易被氧化，一般的烹调加工中的损失高达3080。服用多不饱和脂肪酸的人（鱼油、-亚麻酸等），血管壁的稳定性会受到影响，已经有动脉硬化和高血压的人会增加血管破裂的可能，应该及时补充维生素E。,更多资料请登陆:,（三）OPC,OPC（低聚原花青素）具有极强的抗氧化活性，是维生素C的20倍，是维生素E的50倍，而且还能进入血脑屏障和眼球，能有效预防老年痴呆和白内障，具有吸收快、效果强、作用持久、安全等诸多优点。科学提示：建议吸烟人士服用，可以有效清除吸烟产生的自由基。任何疾病都有治疗量和保健量。一般保健量多为治疗量的一半左右。一般连续服用3个月治疗量后就应该以保健量服用。,更多资料请登陆:,（四）-胡萝卜素,-胡萝卜素是维生素A的前体，可以转化成维生素A，但具有很强的维生素A所没有的抗氧化活性。科学提示：过量服用维生素A会引起中毒，而过量服用-胡萝卜素无明显副作用，只会使皮肤发黄。是否可以单一补充-胡萝卜素目前存在争议。最好是摄取富含-胡萝卜素的天然食物，例如螺旋藻等。或者在专业医师的指导下服用。,更多资料请登陆:,（五）抗氧化酵素,在体内最重要的抗氧化酵素包括有超氧化物歧化酶（简称SOD），过氧化氢酶（简称CAT），及谷胱甘肽过氧化物酶（简称GSH-Px）。科学提示：谷胱甘肽只能在细胞内合成，口服、静脉滴注化学药品谷胱甘肽在临床上都有应用，但很难起到抗氧化的作用，唯一可行的方法是：食用含谷胱甘肽前体的食品（例如乳清蛋白质粉），能够安全通过胃肠道，进入细胞内合成谷胱甘肽。从市场中的反馈情况来看，大包装的乳清蛋白质粉的疗效远不如小包装，可能是由于谷胱甘肽前体较容易丧